Новые способы управления нервными клетками откроют тайны мозга

Применив достижения в области микроскопии и клеточной биологии, исследователи визуализировали сложные детали отдельных нервных клеток у плодовых мушек и мышей, и даже смогли контролировать небольшие группы нервных клеток у живых особей.

Методы, опубликованные в двух новых исследованиях, представляют большой шаг вперед для понимания работы мозга, говорит молекулярный нейробиолог Хонгкуй Цзэн из Института изучения мозга им. Аллена в Сиэтле.

«Без такой технологии мы наблюдали бы за биологическими структурами только на уровне «супа», в котором различные нервные клетки или нейроны группируются и анализируются вместе, – говорит она. – Но новые исследования показывают, что нервные клетки можно изучать индивидуально. Этот подход открывает огромное разнообразие, существующее среди клеток».

Эти новые исследования стали возможны благодаря работе нескольких инструментов. В Медицинском институте Говарда Хьюза в Эшберне (США), физик Эрик Бетциг и его коллеги разработали мощный микроскоп, который может быстро заглянуть глубоко в слои мозговой ткани. Аппарат пропускает тонкий луч лазерного света сквозь мозг, выявляя структуры клеток. Но, как и любой микроскоп, он натыкается на стену, когда исследуемые структуры становятся очень маленькими. Это называется разрешающим пределом.

Однако, ученые нашли решение этой проблемы. Они смогли расширить ткань, из-за чего она стала больше. По словам ученых, этот метод, называемый расширенной микроскопией, облегчает наблюдение за крошечными образцами, наполняя их набухающим гелем. Гель сохраняет структуру ткани и одновременно расширяет ее.

Расширив таким образом мозг плодовой мушки и направив на него микроскоп, ученые выявили особенности отдельных нервных клеток, сообщают исследователи. Команда подсчитала количество клеточных соединений, называемых синапсами, а также увидела, как белок миелин, отвечающий за формирование оболочки, ускоряющей электрические импульсы, обернулся вокруг аксонов нервных клеток. Также команде удалось определить все клетки, производящие дофамин.